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《基于相對導航的多平臺INS誤差聯(lián)合修正方法》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、航空學報ActaAeronauticaetAstronauticaSinicaFeb．252011V01．32No．2271—280ISSN1000．6893CN11．1929／Vhttp：／／hkxb．buaa．edu．cnhkxb@buaa．edu．cn文章編號：1000—6893(2011)02—0271—10基于相對導航的多平臺INS誤差聯(lián)合修正方法張共愿1，程詠梅1’*，程承1，楊峰1，雷寶權21．西北工業(yè)大學自動化學院，陜西西安7101292．西安飛行自動控制研究所，陜西西安710065摘要：在機群協(xié)同編隊飛行中，編隊成員僅裝載慣性導航系統(tǒng)
2、(INs)的方式具有隱蔽、抗干擾等明顯的優(yōu)勢，但隨著航時的增加，INS誤差將不斷累積．使導航系統(tǒng)失效，為此，提出基于相對導航的多平臺INS誤差聯(lián)合修正方法。首先，建立了編隊成員相對導航運動模型及非線性觀測模型，采用量測重構技術構造了偽線性觀測模型并推導了觀測噪聲協(xié)方差矩陣；其次，基于相對導航結果提出了一種多平臺INS誤差聯(lián)合修正方法．從理論上證明了協(xié)同編隊各成員INS誤差聯(lián)合修正所能達到的理想性能，并給出了INS誤差聯(lián)合修正策略。仿真結果表明：所提出的相對導航估計算法在精度基本不變的情況下，收斂速度較擴展卡爾曼濾波(EKF)大幅提高；所提出的基于相對導
3、航的多平臺INS誤差聯(lián)合修正方法有效地減緩了編隊系統(tǒng)的INS誤差發(fā)散速度。關鍵詞：協(xié)同編隊；相對導航；慣性導航；偽線性；擴展卡爾曼濾波中圖分類號：V249．32文獻標識碼：A未來戰(zhàn)爭是體系與體系的對抗，機群協(xié)同編隊作為一種新型的空中力量將越來越受重視【1]。慣性導航系統(tǒng)(InertialNavigationSystem，INS)具有自主、隱蔽及短航時高精度的優(yōu)良特性，因此是協(xié)同編隊飛行各成員導航系統(tǒng)的最佳選擇，然而INS最大的缺陷就是定位誤差隨時間而積累。針對單個飛機來講，若沒有輔助導航系統(tǒng)對其INS進行不斷修正，定位誤差的迅速增長會使得lNS無法長期
4、使用。針對機群協(xié)同編隊飛行這一特別的飛行任務，在不裝備其他輔助導航系統(tǒng)的情況下，若能夠有效地利用協(xié)同編隊成員之間的相對定位信息來實現多平臺INS誤差的聯(lián)合修正，則不但能夠有效地降低整個編隊導航系統(tǒng)的成本，而且使得協(xié)同編隊機群不受干擾、偽裝和欺騙等因素的影響，并能滿足電子靜默的作戰(zhàn)要求。國內外采用上述思路進行研究的相關文獻不多見，文獻[2]基于編隊成員相互測距的方法來實現機群組網定位，奠定了這一研究的基礎。該文獻通過建立簡化的INS誤差模型，直接以編隊成員INS輸出計算得到的距離與測量距離之差作為觀測值，通過線性化方法分離出INS的誤差狀態(tài)，進而采用閉環(huán)
5、卡爾曼濾波對這些誤差狀態(tài)進行估計，優(yōu)化了各成員INS的位置精度，并采用開環(huán)卡爾曼濾波對INS誤差模型參數進行估計。然而，該方法需要建立一個高維數的狀態(tài)估計模型，并且由于各成員兩兩之間均有數據通信，因此計算量和機載數據鏈負荷較大。針對所有編隊成員僅載有一定精度INS的情收稿日期：2010-05-21；退修日期：2010-08．16；錄用日期：2010-09-21；網絡出版時間：2010—10·2818：12網絡出版地址：WWWcnkinet／kcms／detail／11～929一V．20101028．1812．000．htmIDOI：ONKI：11-19
6、29／v-20101028．1812000基金項目：國家fl然科學基金(60634030．60702066)；航空科學基金(20100853010。20090853013)；西北1=業(yè)大學研究生創(chuàng)業(yè)種子基金(7．2010057)；西北工業(yè)大學翱翔之星計劃*通訊作者．Tel：029-88431320E·mail：chengym@nwpu．edu．∞戮用格武I張共愚．程詠梅。程承．等．基f相對導航的多平臺INS誤差聯(lián)合修正方法￡J]．航空學攝．2011．32(2)：271·280．ZhangGongyuantChengYongmei·ChengCheng，
7、eta1．AjohTtcorrectingmethodofmulti-platformINSerrorbasedonrelativenaviga—tionfJ
8、．ActaAeronauticaetAstronauticaSinica．20{{．32‘2)：271-280．航空學報形，本文采用主／僚機通信及觀測模式，基于相對導航結果對多個平臺上的INS輸出信息進行最優(yōu)綜合，為協(xié)同編隊導航定位T程應用提供理論和技術支持。文中假設僚機對主機的觀測與機載數據鏈系統(tǒng)是時間同步的，即在某一時刻，兩個僚機同時完成對主機的相對觀測并通過機載數據鏈獲取該時刻主機導航系統(tǒng)
9、輸出的位置及速度信息。1協(xié)同編隊相對導航相對導航是協(xié)同編隊成員之間相對位置及速度信息獲取的重要
